Escuela de Nivel Medio Superior de LeónProblemario Estática de Fluidos (Capítulo I)Física 4, agosto 2009Prof. J. Pablo Aranda

1. El radio de Saturno es 5.85 × 107 m y su masa es 5.68 × 1026 kg. Calcula su densidad

suponiendo que tal planeta es esférico. (El volumen de una esfera es πr3 )

2. Cuando un iceberg flota en el mar, ¿qué fracción de su volumen está sumergida? (El hielo de origen glacial es de agua dulce mientras que la densidad del agua del mar es 1.03 g/cm3)

3. ¿Qué fracción del volumen de una pieza de cuarzo (ρ = 2.65 g/cm3) se sumergirá cuando flote en mercurio (ρ = 13.6 g/cm3)?

4. Un cubo de metal de 2 cm de arista tiene una densidad de 6600 kg/m 3. Calcule su masa aparente cuando está totalmente sumergido en agua.

5. Una pieza de aleación “pesa” 86g en el aire y 73g cuando está sumergida en agua. Calcular su volumen y densidad

6. Un cubo sólido de madera de 30 cm de arista se puede sumergir completamente en agua cuando se le aplica una fuerza descendente de 54 N. ¿Cuál es la densidad de la madera?

7. Un vaso contiene un aceite de 0.80 g/cm3 de densidad. Mediante un hilo, un cubo de aluminio (ρ = 2.70 g/cm3) de 1.6 cm de arista se sumerge en el aceite. Calcule la tensión en el hilo

8. Se requiere una fuerza hacia abajo de 45 N y una de 15 N para sumergir completamente una caja de plástico en agua y en aceite respectivamente. Si el bloque tiene un volumen de 8000 cm3, calcule la densidad del aceite

9. Un cubo de madera que flota en agua sostiene una masa de 200 g colocada en el centro de su cara superior. Cuando se remueve la masa el cubo sube 2 cm. Determine el volumen del cubo

10. Un tubo de vidrio se dobla en forma de U. Se observa que una columna de 50 cm de altura de aceite de olivo en un brazo equilibra a una columna de agua de 46 cm de altura en el otro. ¿Cuál es la densidad del aceite de olivo?

11. Calcule la presión atmosférica en un día en que la altura barométrica es 76m

12. Según la publicidad, determinado coche pequeño flota en el agua. (a) Si la masa del coche es 1000kg, y su volumen interior 4 m3, ¿qué fracción del

coche se sumerge cuando flota? Desprecie el empuje o flotación del acero y de los otros materiales.

(b) Como el agua penetra gradualmente en el coche desplazando al aire, ¿qué fracción del volumen interno es agua cuando el coche se hunde?

13. Una placa de hielo flota en un lago de agua dulce. ¿Qué volumen mínimo ha de tener la placa para ser capaz de soportar a un hombre de 80 kg de peso sin que se moje los pies?

14. Un bloque cúbico de madera de 10 cm de arista y 0.5 g/cm3 de densidad flota en una vasija con agua. Se vierte aceite de densidad 0.8 g/cm3 hasta que la parte superior de la capa de aceite esté 4 cm por debajo de la parte superior del bloque.

(a) ¿Qué profundidad tiene la capa de aceite?(b) ¿Cuál es la presión manométrica en la cara inferior del bloque?

15. En una prensa hidráulica el pistón más grande tiene un área de sección transversal A1 = 200 cm2 y el pistón pequeño tiene un área de sección transversal A2 = 5 cm2. Si una fuerza de 250 N se aplica sobre el pistón pequeño, ¿cuál es la fuerza sobre el pistón grande?